电磁离心铸造Al-20Si过共晶合金中硅相组织演变规律

采用电磁离心铸造的方法制备了Al-20Si(质量分数,下同)过共晶合金空心管坯,研究了电磁场对合金凝固组织及硅相形貌的影响.结果表明,随磁场强度增加铸坯外侧硅相聚集层厚度不断减小;与传统离心铸造的铝硅过共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中初晶硅相得到细化,外侧硅相形貌逐渐由典型的五瓣星形成为沿热流方向生长的初晶硅枝晶,内侧硅相受到电磁搅拌作用发生合并凝聚和钝化;初晶硅相尺寸及形状因子随磁场强度增加在不断减小.电磁搅拌破坏了硅相呈放射状排列的结构,共晶硅分布杂乱,且共晶团共晶片层间距逐渐增加.     

机械振动对消失模壳型铸造ZL101合金组织与性能的影响

采用散干砂的紧实振动台对ZL101合金消失模壳型铸造的凝固过程施加了机械振动处理,研究了机械振动频率对ZL101合金凝固组织和力学性能的影响,并探讨了机械振动的作用机理。结果表明,随着机械振动频率的增加,ZL101合金中初生相晶粒尺寸和二次枝晶臂间距呈现先减小后增大的趋势,而初生相形状系数则表现为先增加而后减小的趋势;共晶硅长度和共晶硅长宽比呈现先减小而后增加的趋势;ZL101合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度都呈现为先增加后降低的趋势。在机械振动频率为100 Hz时,ZL101合金的组织细化效果最好,且强度、硬度和伸长率达到最大值。     

Al-8%Si铝硅亚共晶合金电磁离心铸造凝固组织研究

采用电磁离心铸造的方法制各Al-8%Si的铝硅亚共晶合金空心管坯,研究了电磁场(electromagnetic ficId,EMF)对合金凝固宏观及微观组织的影响.结果表明,与传统离心铸造的铝硅亚共晶合金微观组织相比,施加电磁场后凝固组织中α-Al相得到细化,柱状晶随磁场强度增加逐渐成为等轴晶;共晶硅相尺寸在减小,片层间距增加,在硅片层间发现了断裂的共晶硅颗粒.     

复合变质剂对高铬白口铸伯组织与性能的影响

用定向凝固方法系统地测定了复合变质剂高铬白口铸铁基体组织数量，奥氏体树枝状晶二次枝晶臂间距、共晶区域中心碳化物间距和边界碳化物间距的影响，同时测定了力学性能。如果表明，加入复合变质剂使合金基体组织数量增加，二次枝晶臂间距ｄ减小，共晶区域中心碳化物间和边界碳化物间距减小，均匀度提高，碳化物长条状变为团块状。     

基于ProCAST模拟分析水冷铜模制备细晶Al-Si合金的研究

以水冷铜模金属型重力铸造的方法,制备细晶Al-7％Si和Al-17％Si合金,利用ProCAST模拟凝固过程冷却曲线,并通过实测二次枝晶臂间距(SDAS)计算铸件局部冷却速度,结合微观组织形貌分析,研究了冷却速度对初晶硅及共晶硅组织的细化效果.结果表明:模拟的冷却曲线与实测二次枝晶臂间距对应的铸件局部冷却速度变化趋势相符,平均冷却速度属于亚快速凝固范围,随着冷却速度的提高初生相组织越细小,比共晶组织的细化效果更明显.通过实验与计算机模拟相结合更准确地了解冷却速度与铸件组织的关系,为进一步调整浇注工艺优化模具设计从而提高铸件组织性能提供了可行的方案.     

混合稀土对Sr变质近共晶Al-Si合金组织的影响

研究了在Sr变质的近共晶Al 1 1 .6%Si(质量分数 )合金中加入混合稀土 (MM )对组织的影响。Sr对二次枝臂间距 (DAS)起着重要的作用 ,随着Sr含量的增加 ,DAS减小 ;随着MM加入量的增加 ,枝晶α的数量增加 ,主干长度缩短 ,存在等轴化趋向 ,但同时导致DAS增加 ,也导致共晶硅尺寸增大。MM的加入在某种程度上削弱了Sr的变质作用。     

Sr对近共晶Al-Si合金中α枝晶生长行为的影响

针对Al-11.6%Si和Al-11.6%Si-0.4%Mg两种近共晶成分铸造合金。考察了Sr的加入对组织中α枝晶形态的影响，测量了完全变质合金中α枝晶相数量及α枝晶的特征参数；一次分枝间距和二次枝臂间距。结果表明，Sr的加入促进了α枝晶柱状化生长并导致α枝晶相数量大幅度提高；在完全变质合金中，随着合金中Sr量增加。一次分枝间距和二次枝臂间距都降低。Sr对α枝晶起一定的细化作用。Sr加入到Al-Si合金中引起合金液的性质发季了显著变化。Sr的存在降低了α枝晶固液界面能。导致枝晶尖端的生长过冷度降低。抑制液相中等轴晶的形核，因此Sr的加入促进了柱状枝晶的形成。固液界面能的降低也使得柱状枝晶的二次枝臂间距和一次分枝间距随着Sr量增多而降低。     

冷却速度和热处理工艺对铸造Al-Si合金组织性能的影响

通过电导率测量、金相观察、扫描电镜分析等方法,研究了冷却速度和热处理工艺对铸造Al-9.8Si-2Cu合金微观组织和电性能的影响。结果表明:在不同浇注温度、铸模温度下,随着冷却速度的提高,凝固组织中的共晶含量增多,二次枝晶臂间距减小,而且初生相的形态也由粗大的树枝晶逐步向蔷薇状演变;通过520℃×5 h的固溶处理和200℃×8h时效处理,长条状的共晶硅被分解成短棒状甚至逐渐球化,合金的导电率提升了21.52%。     

定向凝固Zn-Al合金先共晶组织及电化学性能的研究

利用水平Bridgman定向凝固装置,在直流稳恒磁场下,对Zn-35Al-2.4Cu合金进行定向凝固试验。通过组织分析、二次枝晶臂间距测试、电化学性能测试,研究了磁场对Zn-Al合金先共晶组织和电化学性能的影响。结果表明,随着凝固速率增加,Zn-Al合金先共晶组织的二次枝晶臂间距逐渐减小,组织细化。在电流为80A、凝固速率为1K·s-1时,Zn-35Al-2.4Cu合金先共晶组织的二次枝晶臂间距最小,为24.294μm,在3.5%的NaCl溶液中腐蚀电流密度最小,为11.62μA/cm2,耐电化学腐蚀性能最优。     

锶变质近共晶Al-Si合金力学性能与枝晶α-Al特征参数的相关性

测量了用不同Sr加入量变质的近共晶Al Si合金中枝晶α Al的一次分枝间距和二次枝晶臂间距 ,考察了枝晶α Al特征参数的变化对合金力学性能的影响。研究结果表明 :Sr的加入可以细化枝晶 ,表现为一次分枝间距和二次枝晶臂间距随合金中Sr含量的增加而减小 ;枝晶细化可以提高合金的力学性能 ,合金的铸态力学性能与枝晶α Al的特征参数是高度线性相关的     

重复热处理对ZL105合金组织和性能的影响

以ZL105合金薄壁铸件为研究对象,分析其在多次热处理条件下的微观组织和力学性能。结果表明:ZL105合金的铸态组织主要由粗大的枝晶以及枝晶间共晶相组成。随着热处理次数的增加,枝晶间距逐渐增加,共晶硅逐渐球化并长大,使得ZL105合金的强度和塑性下降。经历3次以上重复热处理后,ZL105合金的力学性能不能满足使用要求。     

电解原铝液DC铸造6×××系铝合金铸锭的枝晶组织

采用金相分析方法研究了电解原铝液直接合金化、DC铸造6063、6N01及6061铝合金Φ200 mm铸锭的显微组织尤其是枝晶分布规律。结果表明:3种合金铸态组织均呈明显的树枝晶状,存在严重的枝晶偏析,其枝晶直径及枝晶臂间距从铸锭心部向铸锭表面逐渐细化;3种合金铸锭的枝晶臂间距及枝晶直径随合金铸锭中合金元素含量增加呈现出逐渐粗化的趋势,即合金元素总质量分数最低为1.141%的6063铝合金铸锭枝晶直径及枝晶臂间距最细小,而合金元素总质量分数最高为2.05%的6061铝合金铸锭枝晶直径及枝晶臂间距最大。     

碳对一种单晶镍基高温合金铸态组织的影响

研究了不同碳含量对一种单晶镍基高温合金的铸态组织的影响。结果表明:随着碳含量的增加,合金的初熔温度逐渐降低,合金中的共晶数量和尺寸也减少。随着碳含量的增加,合金中的碳化物数量逐渐增多,碳化物的形态从斑点状变为斑点状和骨架状相结合的网状结构。随着碳含量的增加,一次枝晶间距变化较大,但是二次枝晶间距变化不大,W和Al元素的偏析降低,Ta和Mo元素的偏析增大。     

添加微量硅对925银合金抗硫化变色性能的影响

微量硅在925银铸造过程中可促进合金脱氧，提高合金熔体的洁净度和流动性，但过量硅会劣化合金性能。采用光学显微镜和电子显微镜研究添加微量硅(0.09%~0.15%)对925银微观组织变化的影响。结果表明，随着硅含量升高，925银合金中一次枝晶组织粗大，二次枝晶臂间距增大，当二次枝晶臂间距大于10 μm，合金断裂趋势显著增加。硅元素在925银合金中形成黑色低熔铜基共晶相，并由1~10 μm的点状相转变为8~20 μm的断续条状相，显微硬度变化与共晶二次析出相比例呈对应关系。在925银中梯度添加微量硅使合金硫化腐蚀后色差缩小，提高合金的抗硫化腐蚀变色能力。     

磁场对Al-19wt%Si高硅铝合金离心铸造组织的影响

研究了恒定离心转速、不同磁场强度下Al-19wt%Si合金微观组织的演变特征。结果显示,未加磁场时,初晶Si呈长方块状或不规则多边形板块状,共晶Si相为致密的网状,共晶α-Al相多为柱状晶、树枝晶;加入磁场后,初晶Si转变成细小、圆润的颗粒状,初晶Si颗粒周围的共晶Si相由网状变为短棒状、针状;加入磁场后,共晶α-Al相由树枝晶、柱状晶向等轴晶转变,随着磁场强度增大,一次、二次枝晶臂逐渐变短,达到某一磁场强度后几乎变为等轴晶。     

铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距模拟计算

以铸造CAE温度场为基础,根据Furer-Wunderlin二次枝晶臂间距计算方法,建立了预测铝合金铸件凝固过程二次枝晶臂间距的计算模型。计算了ZL101A阶梯形铸件在凝固过程中不同部位的局部凝固时间和各个时刻的二次枝晶臂间距大小,对铝合金试验铸件进行金相组织观察,测量计算得到了铸件的实际二次枝晶臂间距大小,将计算结果与试验结果进行对比,验证了计算模型的准确性。     

激光沉积修复ZL114A铝合金的组织及力学性能

采用6 k W光纤激光器对预制槽损伤的ZL114A铸造铝合金进行激光沉积修复实验研究,分析了热处理前后激光修复区的组织形貌及分布规律,并对试样的显微硬度和室温拉伸性能进行了测试。结果表明,修复区与基材形成良好的冶金结合,沉积区底部为近似平行于熔合线法线外延生长的柱状树枝晶,一次枝晶间距约15.7μm,二次枝晶间距约5.2μm,共晶组织呈分叉棒状或块状连续分布于枝晶间隙,在沉积层顶层顶部出现α-Al柱状枝晶转变为等轴枝晶现象。热处理后修复区柱状枝晶的二次枝晶臂因高温原子扩散作用,连成一片,且共晶Si相粒状化明显,粒径约4.93μm,部分颗粒均匀分布于一次枝晶臂的两侧。热处理后修复区硬度较沉积态平均提高约1.6倍,且修复试样的室温拉伸力学性能优于铸造基材。     

工艺参数对电磁冷坩埚定向凝固Nb-Si基合金固液界面的影响

采用电磁冷坩埚定向凝固技术研究了加热功率、抽拉速率和保温时间对Nb-22Ti-16Si-3Cr-3Al-2Hf(原子分数,%)合金固液界面的影响.采用正交实验制备合金试样.结果表明,延长保温时间、减小抽拉速率和提高加热功率有利于保持固液界面的宏观形态为平界面.随着抽拉速率的增加,初生Nb固溶体(Nbss)一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距逐渐减小;随着加热功率的增加,初生Nbss一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距逐渐增加;随着保温时间的延长,初生Nbss一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距先增大后减小.增大抽拉速率、减小加热功率和缩短保温时间有利于一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距的细化.     

激光沉积修复ZL114A铝合金组织及力学性能

采用6 kW光纤激光器对预制槽损伤的ZL114A铸造铝合金进行激光沉积修复实验研究,分析了热处理前后激光修复区组织形貌及分布规律,并对试样的显微硬度和室温拉伸性能进行了测试。结果表明修复区与基材形成良好的冶金结合,沉积区底部为近似平行于熔合线法线外延生长的柱状树枝晶,一次枝晶间距约15.7 μm,二次枝晶间距约5.2 μm,共晶组织呈分叉棒状或块状连续分布于枝晶间隙,在沉积层顶层顶部出现α-Al柱状枝晶转变为等轴枝晶现象。热处理后修复区柱状枝晶的二次枝晶臂因高温原子扩散作用,连成一片,且共晶Si相粒状化明显,粒径约4.93 μm,部分颗粒均匀分散分布于一次枝晶臂的两侧。热处理后修复区硬度较基材平均提高55.5%,且修复试样的室温拉伸力学性能优于铸造基材。     

挤压铸造对Al-Si-Cu合金组织与性能的影响

对体育器械用Al-Si-Cu合金进行了挤压铸造处理,研究了不同挤压铸造比压对合金硬度和显微组织的影响,并分析了挤压铸造合金不同区域的初生硅和枝晶形态。结果表明,随着挤压铸造比压的增加,合金的布氏硬度呈现先增加而后降低的趋势,在挤压铸造比压为630 MPa时取得硬度最大值;不同挤压铸造比压下的合金中都主要为块状的初生硅相、珊瑚状的共晶硅相、短棒状的Al2Cu相和鱼骨状的Al Si Cu Mg相;随着挤压铸造比压的增加,合金中的α-Al枝晶不断增大,而枝晶间距不断减小,同时初生硅的尺寸有所细小、棱角逐渐钝化。